답면 제동을 고려한 차륜 웹부 형상에 따른 열전달 및 열응력 해석

Heat Transfer and Thermal Stress Analysis According to Wheel Web Shapes Considering Tread Braking

초록

열차의 고속화는 차륜과 레일의 반복적인 구름접촉을 통해 발생하는 피로나 마모에 의한 손상 정도를 높이고 있다. 특히 제동 시 기계적 하중뿐만 아니라 제륜자와의 접촉면에서 발생하는 마찰열에 의한 높은 열하중이 차륜에 동시에 가해지면서 주요 손상원인으로 작용을 하고 있다. 차륜의 구조는 크게 허브, 림, 웹으로 구분되며 차륜 형상에 따라 열전달 정도 및 레일과의 접촉 양상이 달라지면서 열차 성능에 영향을 미친다. 본 연구에서는 네 가지 차륜모델을 사용하여 80 km/h, 120 km/h의 속도로 답면제동을 시작하는 상황에 대한 열전달 및 열응력 해석을 진행하였다. 열전달 해석을 통해 제동 시 차륜의 온도변화를 확인하고 열응력 해석을 통해 제동 시 차륜에 발생하는 응력 및 온도변화를 산출하였다. 이를 통해 웹 형상에 따른 결과 차이를 확인하였다.

키워드

Tread BrakingFinite Element MethodHeat Transfer AnalysisThermal Stress Analysis답면 제동유한요소법열전달 해석열응력 해석
제목
답면 제동을 고려한 차륜 웹부 형상에 따른 열전달 및 열응력 해석
제목 (타언어)
Heat Transfer and Thermal Stress Analysis According to Wheel Web Shapes Considering Tread Braking
저자
소해룡이소영도재혁이동형이종수
DOI
10.3795/ksme-a.2018.42.2.159
발행일
2018-02
저널명
대한기계학회논문집 A
42
2
페이지
159 ~ 166